Docking solutions for smart autonomous mobile units

Abstract

Docking solutions are key in the development of smart autonomous vehicles for industrial applications. Throughout the course of every autonomous vehicle workflow inside a factory, there will be moments where parking or picking cargo is needed. As these maneuvers require a precise positioning, without a correct approach, the maneuvers become ineffective jeopardizing all the automation of the process and as result, the maneuver success. Collaborating with the team of the sub-project P24 ”Autonomous Milk-Runs” result of a partnership between University of Minho and Bosch Car Multimedia Portugal S.A., this dissertation aims to conceive and develop docking maneuvers solutions for one of the prototype smart autonomous units, the stacker vehicles. In Bosch’s Braga Plant (BrgP) factory stacker vehicles are required to deliver packagings material and move finished goods within different areas on the warehouse. Stackers will then need to pick the products placed on pallets at the production lines end as the established workflow requires. This area consists in a long and narrow corridor where the stacker vehicles will need to maneuver correctly in order to pick the targeted pallets signalized by logistics. To develop a docking solution, the study of mobile vehicles kinematics, the development of behavioral based dynamics and the implementation of a pallet detection algorithm was needed to match the factory workflow and requirements. The proposed solution allows the stacker vehicles to respect their workspace constraints, with docking capabilities under multiple circumstances.

Soluções de acostagem são importantes no desenvolvimento de veículos autónomos para aplicações industriais. Durante o curso das tarefas de um veículo autónomo dentro de uma fábrica, irão existir momentos em que parqueamento e o levantamento de cargas é necessário. Como estas manobras requerem um posicionamento preciso, se a abordagem não for a mais correta, as mesmas tornam-se obsoletas, colocando em causa toda a automatização do processo e, como consequência, o seu sucesso. Colaborando com a equipa do sub-projeto P24 ”Autonomous Milk-Runs” resultante da parceria entre a Universidade do Minho e a Bosch Car Multimedia Portugal S.A., esta dissertação aponta à conceção e desenvolvimento de soluções para manobras de acoplamento para uma das unidades autónomas inteligentes em análise, os empilhadores. Na fábrica da Bosch Braga Plant (BrgP), é requerido aos veículos empilhadores a entrega de bens finalizados dentro de diferentes áreas no armazém. Os empilhadores deverão então levantar os produtos colocados em paletes no final da linhas de produção, tal como o fluxo de trabalho estabelecido para estes indica. Esta área consiste em um longo e apertado corredor, onde os veículos empilhadores irão necessitar de manobrar corretamente de modo a levantar as paletes alvo sinalizadas pela logística. Para a desenvolver uma solução de acoplamento, o estudo da cinemática de veículos móveis, o desenvolvimento de uma dinâmica baseada em comportamento e a implementação de um algoritmo de deteção de paletes foram necessários de modo a cumprir com os requisitos e fluxo de trabalho impostos pela empresa. A solução proposta permite aos veículos empilhadores respeitarem o seu espaço de trabalho, tendo capacidade de acoplamento para circunstâncias múltiplas.